Diferencia entre las impurezas del donante y del aceptor

<p>La adici贸n de impurezas a un material semiconductor provoca una variaci贸n en la naturaleza conductora del material. El factor fundamental de la diferencia entre las impurezas donadoras y aceptoras es que una impureza donante dona cargas al semiconductor. Frente a una impureza aceptora acepta las cargas del material semiconductor.

B谩sicamente, el fen贸meno de agregar impurezas a un semiconductor se conoce como dopaje. El dopaje contribuye a la conductividad del material. Hay varios factores de diferenciaci贸n entre las impurezas del donante y del aceptor que veremos en este contenido.

    Índice de contenidos

    Gr谩fica comparativa

    Base para la comparaci贸n Impurezas del donante Impurezas del aceptor

    B谩sicoLas impurezas que aumentan la conductividad mediante la donaci贸n de carga se conocen como impurezas donantes.Aquellas impurezas que aceptan la carga para aumentar la conductividad se conocen como impurezas aceptoras.
    Tambi茅n conocido comoimpurezas pentavalentesimpurezas trivalentes
    N煤mero de electrones de valencia53
    Formulariossemiconductor tipo nsemiconductor tipo p
    Posici贸n del grupo en la tabla peri贸dicaGrupo VGrupo III
    Ejemplosf贸sforo, bismuto.Aluminio, Boro.

    Definici贸n de impureza del donante

    Un dopante que tiene 5 electrones en su capa de valencia cuando se dopa con un semiconductor para aumentar su conductividad se conoce como impureza donante. Tiene la capacidad de donar un electr贸n adicional presente en su capa de valencia al 谩tomo vecino. Por eso se le da el nombre de ‘donante’. Debido a la presencia de un exceso de carga negativa, forma el regi贸n de tipo n. Por lo tanto, la impureza del donante se usa para formar semiconductores de tipo n.

    Se dice que los elementos del grupo V son impurezas donantes porque consisten en 5 electrones en la capa m谩s externa. Por eso tambi茅n se le conoce como impureza pentavalente.

    Considere que una impureza pentavalente de ars茅nico (As) se dopa en una estructura de silicio puro.

    Como sabemos, el ars茅nico tiene 5 electrones presentes en su capa de valencia. Entonces, 4 electrones de ars茅nico forman 4 enlaces covalentes con 4 electrones del 谩tomo de silicio vecino como se muestra a continuaci贸n:

    impureza del donante

    Pero como podemos ver, aqu铆 est谩 presente un electr贸n extra. Este electr贸n extra d茅bilmente enlazado fluye libremente alrededor del cristal incluso a temperatura ambiente. El movimiento de esta carga libre dentro del cristal genera corriente. Por lo tanto, el exceso de electrones aqu铆 se conoce como portador de carga.

    Definici贸n de impureza aceptora

    Un dopante con 3 electrones en su capa de valencia, cuando se dopa con un semiconductor para aumentar su conductividad, se conoce como impureza aceptora. Tiene la capacidad por la cual puede aceptar un electr贸n de un 谩tomo vecino ya que tiene una vacante de electr贸n. As铆 se llama impureza aceptora. Entonces, la presencia de un exceso de carga positiva forma la regi贸n tipo p. Por lo tanto, la impureza del aceptor se usa para formar semiconductores de tipo p.

    Los elementos del grupo III se conocen como impurezas donantes porque estos elementos constan de 3 electrones en la capa de valencia. As铆 se conoce como impureza trivalente. Elementos como el boro, el aluminio, el indio y el galio son ejemplos de impurezas trivalentes.

    Considere que un 谩tomo de aluminio est谩 dopado en un cristal puro de silicio:

    impureza del aceptor

    Sabemos que el 谩tomo de aluminio consta de 3 electrones en la capa m谩s externa. Entonces, en este caso, 3 electrones de aluminio forman 3 enlaces covalentes con el 谩tomo de silicio vecino. Pero existe un enlace incompleto porque hay una vacante de electrones en la estructura. Esto indica la presencia de exceso de carga positiva (es decir, hueco).

    Entonces, para llenar la vacante de ese electr贸n y completar el enlace covalente, se libera un electr贸n del 谩tomo de silicio vecino a temperatura ambiente. Este electr贸n ocupa el lugar vacante en el cristal dejando as铆 la vacante de un electr贸n en el otro lugar. De esta manera aqu铆 se mueve una carga positiva para llenar el lugar vacante.

    As铆 se dice que el movimiento de carga libre crea corriente.

    Diferencias clave entre las impurezas del donante y del aceptor

    1. Las impurezas donantes dan su exceso de electrones presentes en su capa m谩s externa al otro 谩tomo de la estructura cristalina. Si bien acepta la impureza cuando se agrega a un semiconductor, acepta la carga del 谩tomo vecino de la estructura cristalina.
    2. El 谩tomo de impureza donante consta de un total de 5 electrones en su capa de valencia. Mientras que el 谩tomo de impureza aceptor consiste en 3 electrones en su capa de valencia.
    3. Grupo V los elementos de la tabla peri贸dica se consideran impurezas donantes debido a la presencia de electrones adicionales. Sin embargo, grupo III Los elementos de la tabla peri贸dica se consideran impurezas aceptoras debido a la presencia de un menor n煤mero de electrones en la capa de valencia.
    4. Las impurezas de los donantes tambi茅n se conocen como tipo n impureza. A diferencia del aceptor, las impurezas se conocen en segundo lugar como tipo p impureza.
    5. Elementos como f贸sforo, antimonio, bismuto, ars茅nico, etc. son impurezas donantes. Mientras que el boro, el galio, el aluminio, etc. son 谩tomos de impurezas aceptoras.

    Conclusi贸n

    Entonces, a partir de esta discusi贸n, podemos concluir que se agregan impurezas para mejorar la conductividad del semiconductor. Sin embargo, el tipo de impureza a帽adida provoca una variaci贸n en el tipo de portadores de carga responsables de la conducci贸n.

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